DE4137240A1 - AFP steel used for prodn. of large forged tools - has low sulphur content and uniformly high tensile strength through tempering - Google Patents
AFP steel used for prodn. of large forged tools - has low sulphur content and uniformly high tensile strength through temperingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von AFP-Stählen, das sind ausscheidungshärtbare ferritisch-perlitische Stähle, für die Herstellung von insbesondere großformatigen Werkzeugen. Unter dem Begriff "Werkzeuge" werden solche für die spanlose Formgebung, wie Gesenke, Druckgieß- und Strangpreßwerkzeuge sowie Kunststofformen, Abkantwerkzeuge und dergleichen, einschließlich ihrer Teile, aber auch einschließlich von Teilen für Werkzeuge, wie Formenrahmen, Werkzeughalter und dergleichen verstanden.The invention relates to the use of AFP steels, which are precipitation hardenable ferritic-pearlitic steels, for which Manufacture of large format tools in particular. Under the Term "tools" are those for non-cutting shaping, such as Dies, die casting and extrusion tools as well as plastic molds, Press brake tools and the like, including their parts, but also including parts for tools such as mold frames, Tool holder and the like understood.
Mit "großformatig" sind Abmessungen bis 1000·1000 mm im Querschnitt gemeint.With "large format" dimensions are up to 1000 x 1000 mm Cross section meant.
An solche Werkzeuge werden eine Reihe von Anforderungen gestellt:A number of requirements are placed on such tools:
- 1. Gute Zerspanbarkeit zur spanenden Formgebung der Werkzeuge,1. Good machinability for the machining of the tools,
- 2. Festigkeiten bis 1100 N/mm2 möglichst gleichmäßig über den gesamten Querschnitt,2. strengths up to 1100 N / mm 2 as evenly as possible over the entire cross-section,
- 3. gute Polierbarkeit und Narbätzbarkeit, insbesondere für Kunststofformen, bei denen es auf eine seigerungsfreie und zeilenfreie Prägeoberfläche ankommt, wie sie z. B. bei der Herstellung von genarbten Kunststoffolien verlangt wird.3. good polishability and grain etchability, especially for Plastic molds where there is no segregation and line-free embossing surface arrives, as z. B. at the Manufacture of grained plastic films is required.
Für diesen Verwendungszweck wurden bisher ausschließlich Vergütungsstähle eingesetzt, also Stähle, die nach der Herstellung der Werkzeuge gehärtet und angelassen werden müssen, um die geforderte Vergütungsfestigkeit zu erreichen. Beispiele hierfür sind die genormten Stähle Nr. 1.2312 (40 CrMnMoS 8 6) und 1.2311. Diese Stähle konnten jedoch die gestellten Anforderungen nicht in dem gewünschten Umfang voll gewährleisten. So far, have been used exclusively for this purpose Quenched and tempered steels are used, i.e. steels after manufacture the tools need to be hardened and tempered in order to to achieve the required strength of remuneration. Examples of this are the standardized steels No. 1.2312 (40 CrMnMoS 8 6) and 1.2311. However, these steels could not meet the requirements fully guarantee the desired scope.
Insbesondere treten bei großen Stabquerschnitten folgende Probleme auf:The following problems occur in particular with large rod cross sections on:
- - Die geforderte Vergütungsfestigkeit wird nicht über den gesamten Querschnitt erzielt,- The required remuneration strength is not over the entire Cross-section achieved,
- - durch die schroffe Abkühlung von der Austenitisierungstemperatur beim Härten treten in den Stäben Spannungen auf, die durch Verzug zu Maßänderungen oder zu Rissen führen,- due to the abrupt cooling from the austenitizing temperature during hardening, stresses occur in the bars due to warping lead to dimensional changes or cracks,
- - durch den zur Verbesserung der Zerspanbarkeit erforderlichen verhältnismäßig hohen Schwefelgehalt bis 0,10% wird die Querzähigkeit erheblich reduziert und die Polierbarkeit und Narbätzbarkeit beeinträchtigt,- By the necessary to improve machinability relatively high sulfur content up to 0.10% Cross-resistance significantly reduced and the polishability and Scarrability impaired
- - beim Abguß von großen Blöcken von über 50 t entstehen bei der Erstarrung der Stahlschmelze örtliche Entmischungen der Legierungselemente Kohlenstoff, Chrom, Schwefel, Mangan und Molybdän, die sich bei der Verformung zu Seigerungen in Zeilen erstrecken und aufgrund ihrer Anordnung, ihrer vom Grund werkstoff abweichenden Zusammensetzung und Gefügeausbildung ungünstige Auswirkungen auf die Homogenität des Stahls, seine Polierfähigkeit, Zerspanbarkeit und Narbätzbarkeit haben. Die bei der Härtung auftretenden Spannungen werden dadurch verstärkt und erhöhen das Ausfallrisiko durch Spannungsrisse.- When casting large blocks of more than 50 t arise in the Solidification of the steel melt local segregation of the Alloy elements carbon, chromium, sulfur, manganese and Molybdenum, which deforms into segregations in rows extend and because of their arrangement, their from the bottom different composition and structure adverse effects on the homogeneity of the steel, its Have polishability, machinability and grain etchability. The at the stresses occurring during hardening are thereby increased and increase the risk of failure due to stress cracks.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe werden erfindungsgemäß AFP-Stähle mit der in den Ansprüchen angegebenen Zusammensetzung vorgeschlagen. Solche Stähle sind bereits bekannt für Automobilbauteile und Gesenkschmiedebauteile (DE 37 19 569 C2), für Bauteile, die wie Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren, erhöhten Temperaturen bis 560°C ausgesetzt sind (DE 40 17 973 A1 und DE 40 14 072 A1). Von diesen Stählen war jedoch nicht bekannt, ob sie den eingangs genannten Forderungskatalog, insbesondere bei großformatigen Werkzeugen, erfüllen. According to the invention, AFP steels are used to achieve the object with the composition specified in the claims suggested. Such steels are already known for Automotive components and drop forged components (DE 37 19 569 C2), for Components that, like gas exchange valves of internal combustion engines, are exposed to elevated temperatures up to 560 ° C (DE 40 17 973 A1 and DE 40 14 072 A1). However, it was not known of these steels whether they have the catalog of claims mentioned at the outset, in particular at large format tools.
Gegenüber den bisher bekannten Vergütungsstählen haben die erfindungsgemäß zur Verwendung vorgeschlagenen AFP-Stähle eine Reihe von Vorteilen:Compared to the previously known tempering steels, the AFP steels proposed according to the invention for use A number of advantages:
- 1. Zur Erreichung der hohen Festigkeiten ist eine Vergütung nicht erforderlich; damit entfällt auch die schroffe Abkühlung nach dem Austenitisieren beim Härten und demgemäß entfällt die Riß- und Verzugsgefahr als Folge der erwähnten schroffen Abkühlung;1. There is no remuneration for achieving the high strengths required; this also means that the abrupt cooling is no longer necessary austenitizing during hardening and accordingly the crack and risk of warping as a result of the abrupt cooling mentioned;
- 2. ein hoher Schwefelgehalt erübrigt sich, weil das ferritisch- perlitische Gefüge bereits gute Zerspanbarkeit aufweist;2. A high sulfur content is not necessary because the ferritic pearlitic structure already shows good machinability;
- 3. eine gleichmäßige Härte über den Querschnitt durch Ausscheidungshärtung während der Abkühlung aus der Warmformgebungshitze (BY-Zustand) kann erzielt werden;3. a uniform hardness across the cross section Precipitation hardening during cooling from the Thermoforming heat (BY state) can be achieved;
- 4. Härteunterschiede zwischen geseigerten und seigerungsfreien Bereichen entfallen wegen des einheitlichen Gefügeaufbaus oder sind deutlich geringer als bei vergüteten Stählen;4. Differences in hardness between segregated and segregation-free Areas are eliminated due to the uniform structure or are significantly lower than with tempered steels;
- 5. das ferritisch-perlitische ausscheidungsgehärtete Gefüge besitzt eine gute Polierbarkeit und Narbätzbarkeit.5. has the ferritic-pearlitic precipitation hardened structure good polishability and grain etchability.
Die Herstellung von Werkzeugen aus den erfindungsgemäß dafür vorgeschlagenen AFP-Stählen erfolgt durch Schmieden oder Walzen der Gußblöcke im Temperaturbereich von 1200-900°C mit einer Endverformungstemperatur von 1000°C auf Stab- oder Rundabmessungen. Nach der Warmformgebung wird gesteuert abgekühlt (BY-Zustand). Aus dem Halbzeug werden dann die Werkzeuge durch spanende Formgebung gefertigt.The production of tools from the invention for this proposed AFP steels are made by forging or rolling the Cast blocks in the temperature range of 1200-900 ° C with a Final deformation temperature of 1000 ° C on rod or Round dimensions. After hot shaping, cooling is controlled (BY state). The tools are then made from the semi-finished product machined shape.
Claims (4)
0,20 bis 0,60% Kohlenstoff,
0,20 bis 0,95% Silizium,
0,50 bis 1,80% Mangan,
0,008 bis 0,20% Schwefel,
0,004 bis 0,04% Stickstoff,
0,01 bis 0,05% Titan und/oder
0,05 bis 0,20% Vanadium und/oder Niob
Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen
als Werkstoff für insbesondere großformatige Werkzeuge für die spanlose Formgebung.1. Use of a precipitation hardening ferritic-pearlitic (AFP) steel consisting of
0.20 to 0.60% carbon,
0.20 to 0.95% silicon,
0.50 to 1.80% manganese,
0.008 to 0.20% sulfur,
0.004 to 0.04% nitrogen,
0.01 to 0.05% titanium and / or
0.05 to 0.20% vanadium and / or niobium
Remainder iron and melting-related impurities
as a material for especially large-format tools for non-cutting shaping.
0,42 bis 0,47% C,
0,50 bis 0,80% Si,
1,30 bis 1,60% Mn,
0,035% P,
0,020 bis 0,035% S,
0,1 bis 0,15% V,
Rest Eisen mit erschmelzungsbebedingten Verunreinigungen
besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.3. Use of a steel according to claim 1, which consists of
0.42 to 0.47% C,
0.50 to 0.80% Si,
1.30 to 1.60% Mn,
0.035% P,
0.020 to 0.035% S,
0.1 to 0.15% V,
Remainder iron with impurities due to melting
exists for the purpose of claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914137240 DE4137240A1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | AFP steel used for prodn. of large forged tools - has low sulphur content and uniformly high tensile strength through tempering |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4137240A1 true DE4137240A1 (en) | 1993-05-19 |
DE4137240C2 DE4137240C2 (en) | 1993-08-26 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914137240 Granted DE4137240A1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | AFP steel used for prodn. of large forged tools - has low sulphur content and uniformly high tensile strength through tempering |
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DE (1) | DE4137240A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3460078A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-03-27 | VOSS Fluid GmbH | Connector part comprising a metallic base body intended to allow the screwing of tubes, and method for its preparation |
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1991
- 1991-11-13 DE DE19914137240 patent/DE4137240A1/en active Granted
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Also Published As
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DE4137240C2 (en) | 1993-08-26 |
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